WO3基的气敏传感器的研究现状及气敏性能提升的机理分析

随着市场对有机挥发性气体检测技术要求的日益提高,金属半导体气敏传感器由于其工作温度较低、循环稳定性好、响应和恢复时间短等特点而受到广泛关注.三氧化钨(WO₃)作为一种典型的n型金属半导体气敏材料,由于其特殊的气敏特性而在探测各类有毒有害物质的领域中受到了人们普遍重视.传感材料的结构和形貌、暴露晶面、金属氧化物和贵金属离子的引入,对改善材料的气敏性能起着关键性的作用.文章介绍了WO₃气敏传感器材料对各种气体的应用,提出基于WO₃的气敏传感器研究过程中所面临的难题,并对其未来发展方向进行了展望.     

In2O3多孔有序薄膜的制备及其对丁酮气敏特性

利用气/液界面自组装法和溶液浸渍转移法制备了单层和双层氧化铟多孔有序气敏薄膜,并对其进行了气敏特性测试,同时利用多物理场耦合进行气敏特性仿真研究.结果表明,制备的气敏薄膜具有规则的孔道结构,孔壁呈现为具有大比表面积的片状结构.基于该气敏材料的气体传感器对丁酮表现出优良的气敏特性,单层In₂O₃多孔有序气体传感器在最佳工作温度350℃的条件下对质量分数为100×10^-6的丁酮的灵敏度为15.37,响应时间仅为4.3s;双层In₂O₃多孔有序气体传感器在最佳工作温度375℃的条件下对质量分数为100×10^-6的丁酮的灵敏度为20.45,响应时间为22.7s.仿真结果与气敏特性测试结果吻合较好.     

气体传感材料的制备、元件组装及VOCs检测的综合实验设计

理论与实验、专业与学科前沿相结合是目前化工教学的一大趋势.该研究以氧化镍(NiO)/氧化锌(ZnO)复合材料为研究对象,探索了气敏材料的制备、气敏元件的组装和气敏性能的测试分析.在气敏测试过程中,考察了温度、目标气体乙醇浓度对气敏性能的影响.实验难度适中,贴近科学前沿,可以让学生体验一个综合性的实验过程.且此研究将理论...     

TiO_2基陶瓷苯敏感元件的制备及性能研究

报道了以金属氧化物Ti O2和Cr2O3为原料,用固相研磨的物理方法制备了不同Ti/Cr组分的烧结型气敏陶瓷传感器.研究了Ti O2陶瓷烧结型气敏传感器对苯的敏感特性.结果发现Ti O2陶瓷烧结型气敏传感器对浓度为21ppm的苯有较好的响应.还选用了丙酮、甲醛和乙醇作为参比气体,得出该Ti O2气敏传感器对苯具有较好的选择性.     

剑状微棒ZnO材料的水热合成与气敏性能研究

以氯化锌(ZnCl2)和25%浓度氨水为原料,CTAB表面活性剂存在时,利用水热法制备了剑状微棒ZnO材料.采用X射线衍射仪和透射电镜等测试手段,对其物相和结构进行了表征.结果表明:此粉体材料结晶良好,直径小于4μm,长度为35μm.利用该材料制成气敏元件,并用静态配气法测试了元件的气敏性能.研究发现:元件在200℃工作温度下,对丙酮气体有很好的灵敏度和选择性及较好的响应恢复特性.并对气敏机理进行了探讨.     

基于碳纳米管的气敏传感器研究进展

碳纳米管（CNTs）具有独特的电学、力学、物理、化学性能。可对许多气体进行选择吸附和快速检测。近年来,碳纳米管在气敏传感领域的研究及应用取得了显著进展。碳纳米管气敏传感器具有体积小、常温下即可检测、灵敏度高、响应速度快等优点。综述了本征碳纳米管气敏传感器、碳纳米管气敏传感器的功能化修饰、碳纳米管气敏传感器在呼吸检测中的应用等研究进展。为提高碳纳米管气敏传感器的气敏性能（灵敏度、选择性、响应时间和可重复性）、增大检测气体种类。目前主要通过使用不同材料（有机聚合物、金属、金属氧化物）对碳纳米管进行合理的功能化修饰。在进一步研究中,应重视发展除加热和紫外光照射之外的新脱附技术、研究复杂气体环境中特定气体的选择性检测、将传感器阵列技术用于CNTs气敏传感器、实现商业化的电子器件等问题及挑战。     

抗湿性Υ—Fe_2O_3气敏特性研究

对掺Ni—γ—Fe_2O_3的气敏特性进行了测试研究.掺Ni—γ—Fe_2O_3具有对多种还原性气体和有机溶剂气体普遍敏感的特性。用它作气敏材料制得气敏元件,工作条件适宜,响应恢复时间短,效果好,同时,发现掺Ni—γ—Fe_2O_3材料具有良好的抗湿特性。可用于我国南方高湿地区.对γ—Fe_2O_3的体控型气敏机理也进行了讨论。     

二氧化锡材料对异丙醇的敏感特性研究

基于纳米材料SnO_2的气敏元件对大多数的挥发性气体具有敏感性,以SnO_2为基料制备了旁热式异丙醇气敏元件.对比了纯SnO_2气体元件和掺杂ZnO气体元件对异丙醇的气敏特性,通过控制变量法,选择在相同的烧结温度或工作温度下进行测试.结果表明:在烧结温度为400℃,工作温度为300℃的条件下,掺杂为1%ZnO的SnO_2气敏元件对异丙醇气体的气敏特性较好.讨论了SnO_2材料对异丙醇的敏感机理.     

WO_3纳米薄膜气敏性能研究进展

三氧化钨(WO3)纳米薄膜是一种典型的气敏材料,如何提高薄膜的气敏性能一直是薄膜气敏传感器材料领域的研究重点.本文结合近年来国内外研究成果,综述了最近几年纳米WO3薄膜的研究现状和进展,阐述了改善WO3薄膜气敏性能的重要方法.     

甲醛气体传感器的研究

以纳米材料SnO_2、Zn O为原料的气敏传感器对大多数VOC气体具有敏感性.以SnO_2和ZnO为基料制作旁热式甲醛气敏元件,并比较二者的气敏特性.选用对甲醛敏感的SnO_2材料作为元件基料,为改善其对甲醛的气敏特性,选择0.3%La_2O_3、0.5%La2O3、0.7%La_2O_3的3种比例掺杂,运用控制变量法分别在不同烧结温度和不同工作温度下进行测试.结果表明:掺杂0.3%La_2O_3的SnO_2气敏元件在烧结温度为700℃,工作温度为300℃下对甲醛的气敏特性良好.     

半导体气敏陶瓷的研究方法

以SnO2为基体材料的气敏元件为例，总结了半导体气敏陶瓷元件的制备过程和研究方法，分析了掺杂、热处理和表面修饰工艺对气敏元件性能的影响，介绍了气敏元件性能的实验和检测方法。     

基于改性碳纳米材料的SF6放电分解气敏特性研究

为了解决本征碳纳米管在SF₆气体传感检测方面存在局限性的问题,研究了基于空气等离子体改性的本征碳纳米管气体传感器对SF₆分解气体中重要特征组分的气敏特性。利用空气等离子体对本征碳纳米管进行改性,引入空气等离子体预处理碳纳米管表面,研究改性碳纳米管在检测SF₆气体分解组分时的气体传感响应特性。结果表明：与本征碳纳米管相比,经空气等离子体改性的碳纳米管气体传感器对H₂S气体的电阻变化具有较高的灵敏度,响应时间短,并具有良好的重复性和稳定性;经空气等离子体改性的碳纳米管对SO₂气体电阻变化率的敏感性明显降低;不同掺杂比例的碳纳米管气体传感器对SOF₂和SO₂F₂的敏感性不同。因此,基于空气等离子体改性的本征碳纳米管气体传感器能准确反映SF₆气体的放电分解情况,可为准确检测SF₆气体的分解成分提供依据。     

甜瓜叶片气体交换特性和幼苗生长对土壤水分和大气湿度的响应

采用温室盆栽试验,研究了土壤水分和大气湿度及其交互作用对甜瓜壮龄叶光合作用特性的影响.结果表明:轻度土壤水分胁迫下,气孔因素是导致甜瓜叶片光合速率下降的主要原因.土壤水分严重亏缺使甜瓜叶肉光合能力降低,引起胞间CO2积累,叶片光合速率与蒸腾速率同步下降.在土壤湿度极低时,较高的空气湿度有助于诱导气孔开张.土壤水分充足时,过高的空气湿度导致甜瓜叶片气孔导度下降,叶肉细胞CO2供应不足,光合速率降低.甜瓜生产中土壤湿度应不低于最大持水量的50%,空气湿度宜控制在70%以下.     

毛细管气相色谱法测定室内空气中的总挥发性有机物

建立了用毛细管气相色谱法快速测定室内空气中总挥发性有机化合物的方法.本法操作简便，准确灵敏，适用于室内、环境和工作场所空气中总挥发性有机化合物的测定.     

不同挥发分煤在循环床中燃烧时NOx排放的实验研究

在循环流化床实验台上，以地东北地区两种典型煤，彩屯煤和俊德煤分别进行了燃烧时ＮＯｘ排放的实验研究。考察了不同的流化床温度、一次风率、二次风口位置及比例和循环倍率对ＮＯｘ排放浓度的影响。表明：在循环床温度范围，温度对ＮＯｘ排放浓度影响不显著；     

磁头寻轨过程对气膜承载力的影响

以负压Pico磁头作为物理模型,模拟了磁头在磁盘半径方向寻轨时,磁头径向速度、斜角值的改变对磁头压强的分布和气膜承载力的影响.采用多重网格法求解修正的气体润滑雷诺方程,对磁头径向速度对气膜承载力的影响进行了分析,最后对磁头的寻轨过程进行了模拟.模拟结果表明:气膜承载力对磁头径向速度非常敏感;斜角效应使得气膜承载力减小;磁头寻轨时,气膜承载力在内轨道和外轨道均有明显波动,导致头盘碰撞几率增大.     

A distributed surface energy and mass balance model and its application to a mountain glacier in China

Based on the field observations on Qiyi Glacier during the warm season of 2007, using a digital elevation model (DEM, 15 m resolution), we developed a distributed surface energy- and mass-balance model with an hourly resolution. The model described the effect of topography on shortwave solar radiation, and used a new parameterization for glacier albedo. The model was applied to Qiyi Glacier in the Qilian Mountain, China, for the period 20 : 00 30 June to 12 : 00 10 October 2007, to simulate the firn-line changes, the temporal and spatial variations of mass balance, and the glacial meltwater runoff. The results indicated that the patterns of altitudinal profile of glacier mass-balance were affected mainly by the altitudinal profile of albedo, and the status of the glacier mass balance was influenced directly by the values of albedo. The parameter sensitivity test showed that the model was sensitive to the air temperature lapse rate and precipitation gradient, and also sensitive to the threshold temperature for solid/liquid precipitation. Furthermore, the climate sensitivity test showed that the mass balance was more sensitive to air temperature than precipitation, and the response of mass balance to air temperature change was nonlinear while the response to precipitation change linearly. The negative mass balance trend of the glacier can not be reversed when precipitation increases by 20% and meanwhile air temperature rises by 1°C.     

通透式庭院建筑冬季室内热环境分析

通过对通透式庭院建筑和行列式建筑冬季室内温湿度的逐时测量,比较了两种不同形式的建筑室内热环境.分析通透式庭院建筑对太阳能的利用程度及其与行列式建筑室内热环境的差异.实测数据表明,由于通透式庭院建筑自然通风量较大,弱化了太阳辐射对冬季室内热环境的改善效果,但主要表现在对南向房间的影响.     

苔藓植物在环境中的的监测指示作用

苔藓是最敏感的环境指示植物之一,利用苔藓植物可以监测指示大气污染,识别污染源,揭示大气沉降随时间的变化规律,并反映大气污染的时空变化格局,进而评价不同地区的环境状况变化;也可以用苔藓来指示重金属污染和矿藏。综述了苔藓植物对大气污染、重金属污染和矿藏的的监测指示作用。     

机械化升级改造前后煤矿对环境空气中TSP质量浓度贡献的变化

依据《环境影响评价技术导则大气环境（HJ2.2—2008）》的要求,利用导则推荐的ADMS空气质量模式,模拟计算机械化升级改造前后煤矿对周边环境空气中TSP的质量浓度贡献情况,主要包括项目排放对环境空气敏感区、最大地面小时质量浓度和年均质量浓度的影响。由模拟结果可知：本项目实施后对周围环境空气质量的影响较小,项目排放的污染物扩散由于局部地形的影响,容易在沟谷地带形成高值区;本次机械化升级改造后项目对当地环境空气质量的影响较以前有大幅度减小,这主要是由于本次改造增加的大气污染防治措施大大降低了项目污染物的排放量。